Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

The Challenge MakeShift: Water Potable

[Ini lajur "MakeShift Challenge" mula-mula muncul dalam Make: Volume 03, 2005.]

Senario ini

Sangat mudah untuk dilupakan bahawa akses ke air minuman dianggap mewah untuk kebanyakan dunia. Anda diingatkan akan fakta ini dalam perjalanan ke sebuah desa luar bandar di Asia Timur. Anda belajar dari penduduk tempatan bahawa bekalan air mereka telah tercemar - punca penyakit terbaru yang terdengar seperti kolera dan disentri. Selain kotoran, kumbahan, bakteria, dan parasit, anda mengesyaki bahan pencemar lain seperti arsenik dan benzena daripada lambakan perindustrian banyak batu ke atas. Sebaiknya tiada siapa yang boleh minum air ini, tetapi penduduk kampung tidak mahu berpindah.

Cabaran

Buat penyelesaian sementara untuk menyaring dan membersihkan air. Penyelesaiannya mestilah kekal dan dapat menyediakan air minuman untuk 20 hingga 30 orang. Alat dan bahan yang terdapat di dalam pelupusan anda termasuk apa yang boleh diekstrak secara wajar dari persekitaran dan item pada senarai bekalan anda. Anda mempunyai 48 jam.

Senarai Bekalan

  • (2) tong
  • (1) basikal dengan tayar rata
  • (1) bateri kereta
  • (6) botol plastik 1 liter air
  • Pelbagai tiub buluh (diameter 1 "hingga 3)
  • Pelbagai alat (gergaji, tukul, tang, gerudi tangan)
  • Bulu keluli
  • Bekalan kelapa yang tidak berkesudahan
  • $ 10 dalam duit syiling campuran Amerika

MakeShift 02: Analisis, Commentary, dan Pemenang oleh William Lidwell 08 Ogos 2005

Malangnya, cabaran MakeShift 02 adalah sangat munasabah: anda melawat kampung luar bandar di Asia Timur yang mempunyai bekalan air yang tercemar. Penyakit serius menimbulkan dan menyebar dengan cepat. Penduduk kampung tidak mempunyai pengetahuan atau sumber untuk berbuat apa-apa mengenainya. Kini tantangan dunia sebenar: Bangsa-Bangsa Bersatu menganggarkan bahawa sekitar 1.1 bilion orang di dunia terpaksa minum dari sumber air yang tidak selamat. Akibatnya, berjuta-juta orang mati setiap tahun - kebanyakannya kanak-kanak. Penyebab yang paling biasa adalah pencemar fizikal (contohnya, sedimen dan bahan yang digantung), pencemar biologi (mis., Bakteria, virus, sista, dan parasit), dan bahan kimia pencemar (mis., Arsenik dan benzena). Berita buruknya adalah bahawa bahan pencemar ini wujud dalam beberapa gabungan dalam hampir setiap bekalan air di planet ini. Kabar baiknya ialah dengan sedikit kecerdikan dan pendidikan, air yang paling tercemar dapat diminum melalui penggunaan kreatif bahan tempatan. Inilah yang menjadi cabaran MakeShift ini: menerapkan kreativiti untuk menyelesaikan masalah global yang penting, dan mendidik orang lain tentang bagaimana ia dapat dilakukan. Terima kasih kepada semua Buat: pembaca yang mengambil cabaran yang sukar dan penting ini.

Analisis

Terdapat dua pendekatan mendasar untuk cabaran ini: (1) menyelesaikan masalah dengan cara yang tidak ada kaitannya dengan parameter yang jelas masalahnya, dan (2) mencari jalan untuk membersihkan air tercemar.

Beberapa pembaca memilih pendekatan yang tidak jelas, yang dalam senario ini adalah untuk melupakan pemurnian air tercemar dan mencari sumber alternatif air minuman. J. Crossen adalah salah satu dari sedikit, dan dengan fasih menggambarkan satu sumber itu:

Pembersih air yang hebat akan mempunyai pembuatan sendiri, nanoteknologi berkuasa solar, dan juga murah. Kelapa sawit! Pokok-pokok telah menggunakan kombinasi tindakan kapilari dan membran separuh telap untuk membersihkan air tempatan, dan mereka juga membungkusnya dalam botol biodegradable. Air di dalam kelapa muda yang sihat (umur 6 hingga 9 bulan) adalah sempurna steril dan mengandungi campuran elektrolit dan nutrien yang serupa dengan minuman sukan. Selain menjaga hidupan penduduk kampung, ia akan mengekalkan otot mereka dalam bentuk teratas. Setiap kelapa mengandungi kira-kira 750ml air, dan setiap penduduk akan memerlukan sekurang-kurangnya dua liter air setiap hari, jadi setiap penduduk memerlukan kira-kira 2.5 kelapa per hari. Ini bermakna seluruh kampung memerlukan kira-kira 75 kelapa sehari, yang merupakan hasil tahunan yang baik untuk kelapa tunggal. Dengan faktor keselamatan kecil untuk kelapa dan pokok-pokok mati, kampung ini memerlukan kebun sekitar 400 palma untuk membekalkan mereka dengan air minuman sepanjang tahun.

C. Granier-Phelps juga memeluk pendekatan "gila" ini dan menawarkan proses terperinci untuk memanipulasi kelapa secara cekap. Saya harus perhatikan bahawa Granier-Phelps adalah pelanggan dari Caracas, Venezuela, yang mendakwa "sering membuang kelapa pada orang yang lewat", jadi saya fikir kita harus menganggapnya pakar dalam subjek itu. Inilah prosedurnya:

Flip duit syiling untuk menentukan siapa yang dapat memanjat pokok kelapa setiap hari. Mendaki pokok kelapa. Melontar perkara (tongkat, batu, atau bateri kereta) di kelapa tidak akan berfungsi ... percayalah. Gunakan tali pinggang atau potong salah satu tiub dalaman basikal dan bungkus diri di sekeliling batang kelapa. Gerakkan tali pinggang dengan kedua-dua tangan dan perlahan-lahan memanjat pokok dengan lengkungan kaki anda. Akhirnya anda akan dapat melakukannya tanpa tali pinggang, tetapi keselamatan pertama.

Gunakan saw atau parang untuk memotong kelapa dari pokok itu. Biarkan mereka jatuh di atas pasir lembut; elakkan memukul orang tua kampung.

Mendaki dari pokok. Elakkan dorongan untuk melompat.

Menggunakan parang atau kelebihan bateri kereta, buka setiap kelapa, cuba jangan menumpahkan air kelapa. Pertama keluarkan kulit tebal luar dan simpan di salah satu tong untuk api unggun malam; Dengan cara itu, anda akan terus menahan nyamuk yang membawa denggi. Buat lubang kecil pada kulit kelapa keras yang tersisa setelah mengeluarkan kulit.

Minum air kelapa atau simpan di salah satu botol air untuk kemudian. Air kelapa tidak tahan lama, jadi jangan memotong sebarang kelapa daripada yang anda perlukan.

Buka kulit kelapa keras dan makan kulit putih.

Buat cawan atau mangkuk yang bagus dengan cengkerang keras.

Apabila anda menyerang semua air kelapa (walaupun secara harfiah, anda akan menjadi lebih sihat), mengambil sedikit masa untuk memikirkan cara untuk membersihkan sisa toksik yang disebutkan dalam artikel.

Nikmati badan anda yang baru dan sihat; tan di matahari tropika; belajar melayari.

Mana-mana kelapa kelebihan yang jatuh dari pokok-pokok perlu dibuang ke dalam sungai di kawasan yang ditetapkan (ditakrifkan dengan menggunakan tiub buluh dan kabel yang dibuat daripada bulu keluli). Sebaiknya mereka akan menyerap air beracun, menapis barang-barang buruk menggunakan serat kulit, dan menyimpan air bersih di dalamnya. Gunakannya jika anda kehabisan pokok kelapa.

Dengan mengandaikan penduduk kampung dapat dipujuk untuk memusatkan kewujudan mereka di sekitar kelapa, ini penyelesaian yang sempurna untuk jangka pendek. Jangka panjang, sebuah kampung yang terdiri daripada 20 hingga 30 orang memerlukan kira-kira satu gelen per orang setiap hari untuk hidup dengan selesa, dengan jumlah 20-30 gelen sehari. Dan mereka memerlukan air yang boleh diminum untuk sanitasi, dan sebagainya. Jadi, penyelesaian kelapa itu membolehkan kita untuk mengelakkan krisis, tetapi ia tidak akan memberi kita keluaran yang diperlukan untuk menjadi penyelesaian total. Apakah alternatifnya? Ringkasan pendekatan yang mungkin disediakan oleh J. Earnest:

Seperti yang kita cuba untuk kejuruteraan cara untuk membersihkan air tercemar, titik permulaan yang baik adalah untuk melakukan beberapa penyelidikan asas tentang bagaimana sistem moden digunakan di kemudahan rawatan air bandar. Kebanyakan kemudahan rawatan air menggunakan empat peringkat rawatan utama. Penapisan adalah penyaringan zarah besar dari air. Pemberbukuan melibatkan penambahan bahan kimia yang menjerat pencemar dalam bentuk floc. Penapis pasir cepat kemudian keluarkan zarah floc. Akhirnya, dalam fasa disinfeksi, gas klorin, cahaya ultraviolet, atau ozon digunakan untuk membunuh sebarang mikroorganisma yang telah terselamat dari proses setakat ini. Kaedah lain seperti reverse osmosis, mendidih / penyulingan, penapisan karbon, dan sistem pertukaran ion digunakan oleh beberapa kemudahan.

Ini adalah senarai bagus dan menyediakan titik permulaan yang baik. Untuk membantu mengatur alternatif, saya menawarkan mnemonik berikut: FADD, untuk Penapisan, Adsorpsi, Pembasmian, dan Penyulingan. Penggunaan pintar keempat kaedah ini akan menyebabkan air tercemar paling selamat untuk diminum. Berikut adalah semakan cepat setiap sebelum kita melihat beberapa cadangan.

Penapisan berfungsi dengan menghalang atau menjejaskan pencemar. Penapis amat berkesan untuk mengeluarkan bahan cemar fizikal. Contoh penapis termasuk pasir, kain, dan arang. Adsorpsi berfungsi dengan melampirkan bahan pencemar ke permukaan molekul "lengket". Ia biasanya digunakan untuk mengeluarkan bahan pencemar kimia, tetapi juga berfungsi untuk jenis pencemar lain. Contoh-contoh penyerap yang baik (permukaan kimia "lengket") termasuk arang diaktifkan dan besi oksida (karat). Pembasmian kuman berfungsi dengan membunuh pencemaran biologi. Anda boleh membasmi air dengan menambah bahan kimia seperti yodium atau klorin atau dengan mendidihnya. Kerja penyulingan dengan memisahkan air dari bahan cemar dengan menguapnya dan kemudian memeluwapnya. Proses ini membuang semua pencemar fizikal dan biologi dan bahan pencemar kimia dengan titik mendidih di atas air. Setiap kaedah ini mempunyai kekuatan dan kelemahan mereka. Kuncinya adalah untuk mempertimbangkan pelbagai pendekatan dalam jangka masa pendek dan sumber terhad yang ada. Mari kita lihat dahulu apa yang sering disebut sebagai pasir atau penapis berlapis. F. Valica menerangkan satu reka bentuk sedemikian:

Dapatkan beberapa penduduk kampung untuk membersihkan kelapa, menyelamatkan daging dan air untuk makanan. Simpan cengkerang dan mengikis rambut dari cangkang kelapa.

Mulakan api dan membakar tempurung kelapa sehingga anda mendapat abu / karbon. Ini mungkin mengambil masa yang lebih lama daripada yang saya peruntukkan untuk sini, tetapi anda boleh membina segala-galanya kecuali penapis dalam masa yang sama.

Bersihkan bahagian dalam tiub diameter tiga kaki panjang, dua inci. Potong dua cincin dua inci dari tayar basikal. Gosok kerusi kain dari basikal. Jika ia mempunyai penutup tempat duduk yang keras atau tidak dapat ditelangi, kemudian cari kain. Letakkan kain ini di atas hujung tiub buluh dan langkai tiub getah basikal di sekelilingnya. Gunakan tabung buluh diameter lebih besar untuk aliran lebih cepat jika tiub basikal terbentang lebih besar.

Isi separuh tiub dengan kepingan karbon kelapa bersaiz (atau kecil) berukuran kacang. Karbon kelapa mempunyai lebih banyak liang mikro daripada karbon tradisional, arang batu, atau karbon berasaskan lignite.

Bersihkan perubahan menggunakan bulu keluli dan letakkan di dalam penuras. Jika anda mempunyai semua sen, gunakan bulu keluli atau fail / batu untuk menggosok beberapa tembaga dan dedahkan zink. Walaupun kita tidak berurusan dengan aloi tulen, logam yang berbeza harus membuat proses reduks dan mengurangkan kadar klorin, menarik ion besi dan hidrogen, dan mengeluarkan logam berat. Menurut FDA, zink dan tembaga adalah baik untuk anda, walaupun anda hanya boleh mendapatkan jumlah jejak melalui proses ini. Sekarang bungkus baki penapis buluh dengan rambut kelapa untuk penapisan mekanikal. Saya mungkin tidak akan menggunakan bulu keluli di sini kerana ia akan berkarat. Tutup bahagian atas penapis dengan kain dan gunakan cincin getah kedua sebagai band getah, memegangnya di tempatnya. Penapis kini perlu selesai:

Bersihkan kedua-dua tong menggunakan bulu keluli. Anda tidak tahu apa yang tinggal di sana. Bilas dengan air kelapa. Potong lubang di bahagian bawah satu untuk menerima penapis buluh. Jadikannya sedikit lebih kecil daripada penapis supaya tiub basikal bertindak sebagai gasket antara laras dan buluh.

Potong bahagian belakang basikal belakang, dan letakkan pada beberapa batu. Letakkan tong kedua di atas. Susun tong supaya laras pertama akan tuangkan ke dalam kedua (melalui penapis).

Tuangkan air sungai ke dalam tong pertama, dan biarkan ia menyaring ke kedua. Kemudian masak air dalam laras kedua. Tuangkan air rebus ke dalam bekas dan masukkan minuman yang sejuk.

Ini adalah peringkat pertama dalam sistem pembersihan Valica dan merupakan contoh yang baik tentang bagaimana penapis berlapis berfungsi, walaupun ia menaikkan takik dengan lapisan elektrokimia. Penapis ini harus berkesan untuk mengeluarkan sebahagian besar bahan cemar fizikal dan beberapa bahan cemar biologi. Peringkat keduanya mendidih air, yang secara berkesan akan membunuh pencemar biologi. Seperti yang direka, bagaimanapun, ia tidak akan dilakukan dengan baik dengan arsenik dan benzena. Untuk menangani bahan kimia ini, kita perlu memisahkannya dari air menggunakan adsorben atau penyulingan. A. Thornton menggunakan dua lapisan penyerap dalam reka bentuknya:

Jika masalahnya adalah arsenik, maka kaedah rawatan yang agak berkesan adalah untuk menyerapnya dengan ferida oksida. Saya bertaruh bahawa bingkai basikal cukup berkarat, dan saya pasti ia adalah keluli, bukan aluminium. Keluarkan karat itu. Dan sekiranya ia tidak berkarat, muatkan beberapa keluli daripadanya, dan rebus itu dalam kuali. Biarkan pemfailan duduk di bawah matahari beberapa saat, dan secara amnya melakukan apa sahaja yang anda boleh lakukan untuk mengoksidakannya dengan cepat. Ferric oxide akan mengambil kebanyakan arsenik, tetapi ia tidak akan terasa sangat bagus dan akan menghancurkan air. Walau bagaimanapun, kita boleh memperbaiki dan membuang banyak nasties yang banyak dengan melakukan penapisan terakhir dengan arang aktif. Di mana kita akan mendapat arang aktif? Kenapa, kedua-dua buluh dan kelapa merupakan sumber yang sangat baik. Buat gundukan sebiji kelapa. Tutup dengan daun kelapa. Mulakan api di bawahnya dan biarkan ia terbakar; kadang-kadang tuangkan air di atasnya untuk membuat stim, tetapi tidak cukup untuk meletakkannya. Selepas beberapa ketika, arang di bahagian bawah bukit akan diaktifkan arang, kerana ia akan dibakar dalam persekitaran yang berkurang oksigen. Hancurkannya dan anda sudah bersedia untuk memasukkannya ke dalam penapis anda.

Pukulan dua dua Thornton menggunakan lapisan karat dan arang diaktifkan akan melakukan kerja yang baik untuk menghilangkan bahan cemar kimia. Menariknya, campurkan banyak karat dan pasir bersama-sama dan anda akan mendapat penyerapan yang lebih baik daripada arang diaktifkan - pada urutan 25%! Mudah dan berkesan. Arang aktif sebaliknya, walaupun hampir ajaib dalam keupayaannya untuk menghilangkan pelbagai bahan cemar, tidak mudah dibuat. Sebagai nota Thornton, bahan sumber tidak ada masalah: kulit kelapa. Anda boleh membuat arang biasa dengan hanya menetapkan sekumpulan kelapa (atau buluh, dll) terbakar. Mengaktifkan arang adalah bahagian yang sukar. Untuk mengaktifkan arang, anda perlu mengeluarkan semua residu dan kekurangan karbon yang menyumbat liang-liangnya. Terdapat dua cara asas untuk melakukan ini: (1) merendam arang dalam larutan asid dan kemudian masak pada suhu tinggi selama beberapa jam, dan (2) tuang arang dalam stim super-panas (sekitar 1,800 ° F) selama 30 minit. Kaedah 1 mungkin dilakukan dalam keadaan primitif. Kaedah 2 akan sangat sukar dilakukan dalam dua hari dalam keadaan primitif. Mari kita lihat cadangan untuk membuat arang diaktifkan menggunakan kedua-dua kaedah. V. Forgione menerangkan proses mengaktifkan arang menggunakan asid dari bateri kereta:

HADAPAN membuka lubang bolong pada bateri. Penduduk tempatan harus mempunyai bekas plastik untuk mengumpul asid dari bateri. SELESAIKAN mencurahkan asid ke dalam bekas. Sekarang, anda harus ada di mana saja dari 1.8 liter hingga 4 liter asid, bergantung kepada saiz bateri. Katakan saja kita hanya memerlukan 1 liter asid, kerana ada lagi yang akan menelan terlalu banyak air minuman anda. Asid bateri adalah kira-kira 36% asid sulfurik dan 64% air. Kita harus menggunakan 2 liter air botol untuk mendapatkan asid ke 9%. Apabila mencampurkan asid dengan air, masukkan asid ke dalam air, TIDAK AIR ATAU AKAN. HOT ACID AKAN SPATTER! Tuangkan 2 liter air ke dalam bekas plastik yang telah disediakan oleh penduduk setempat, dan perlahan-lahan tambah asid ke dalam air, kacau selama ini. Anda mempunyai 3 liter asid dan yang perlu merawat arang yang cukup untuk kegunaan kami. Rendam arang dalam asid, dan kemudian reheat di tumpukan arang. Dengan nasib, ini akan mengaktifkan cukup arang untuk mendapatkan arsenik dan benzena daripada air yang ditapis.

Jika anda mendapat penyelesaian asid yang betul dan masak dengan cukup lama, anda mempunyai pukulan yang baik untuk mengaktifkan banyak arang. Kaedah 2 melibatkan pemanasan stim hingga 1,800 ° F - tiada prestasi kecil dalam persekitaran primitif. Antara cadangan terbaik untuk melakukan ini ialah M. Kissler:

Bahan terakhir dalam peringkat kedua pemurnian air akan diaktifkan oleh karbon. Anda mesti membina alat untuk membuat karbon dan mengarahkan penduduk kampung menggunakannya.

Ambil tong besar pertama dan buatkan lima lubang dua inci di bahagian bawah menggunakan gerudi. Jadikan satu lubang dua inci di tepi laras berhampiran bahagian atas, cukup besar untuk muat dengan tiub buluh diameter sederhana. Ambil bahagian atas tong dan simpannya. Tong ini akan digunakan untuk membuat karbon diaktifkan.

Kuku kulit kayu, tiga hingga empat inci persegi, dengan satu sudut di atas lubang. Ini akan digunakan untuk menutup lubang apabila perlu. Bendakan kuku ke dalam laras supaya tidak keluar. (Sekiranya, sebab tertentu, anda membawa tukul tetapi tiada kuku, anda boleh mengikat kulit di sekeliling laras dan meluncurkannya ke atas lubang apabila perlu.)

Tetapkan laras ke atas beberapa batu jadi bahagian bawah adalah paras dan cukup tinggi dari tanah untuk membolehkan udara memasuki lubang-lubang di bawah.

Gerakkan lubang yang sama ke bahagian tengah barel untuk membolehkan tiub buluh menyambungkan kedua-dua. Tetapkan tong ini di atas lubang kecil di mana api boleh dibuat dan dikekalkan. Tong ini akan digunakan untuk dua tujuan: ia akan memanaskan air yang ditapis dan membunuh bakteria yang tersisa, dan stim yang dihasilkan akan dimasukkan ke dalam laras pertama untuk mengaktifkan karbon di dalamnya.

Buat masa ini, ambil tiang buluh keluar dari laras pertama. Masukkan api di bawah tong dan pasangkannya. Jika, atas sebab tertentu, anda tidak mempunyai akses ke kebakaran, anda boleh menggunakan bateri kereta untuk memulakan kebakaran dengan * hati-hati * meletakkan helai bulu keluli antara kedua-dua terminal untuk mencipta percikan api.

Apabila anda mempunyai kebakaran yang baik, tambahkan kelapa ke tong. Jangan bungkusnya dengan ketat: mesti ada ruang udara di antara mereka.

Setelah kebakaran kuat, tumpukan kotoran di sekitar pangkalan untuk menyekat akses udara. Biarkan kira-kira jurang empat inci. Letakkan penutup pada laras, meninggalkan lubang di sebelah terbuka untuk asap untuk keluar.

Asap putih yang padat akan keluar dari laras untuk seketika. Bang di sebelah tong set itu diperlukan untuk memastikan peluru bergerak dan semua membakar sama rata.

Apabila asap bertukar dari putih ke warna biru nipis, sebahagian besar air telah dipandu dan arang kini terbakar. Pasangkan jurang di bawah dengan tanah dan pasangkan lubang di sisi dengan penutup kulit, mengisi semua jurang dengan tanah untuk membuat meterai kedap udara. Baki terbakar akan mengambil masa kira-kira empat jam.

Biarkan setong yang dimeterai duduk selama setengah hari. Kemudian, tongkat buluh buluh di lubang di kedua-dua belah tong supaya mereka disambungkan. Masukkan air botol ke dalam laras kedua, dan tutup rapat penutupnya. (Pada masa akan datang, penduduk kampung akan menggunakan air yang ditapis mereka. Anda perlu meletakkan batu-batu besar pada tutup kedua-dua tong supaya tekanan dari stim tidak menolak bahagian atas. Selain itu, keluarkan kotoran dari sekeliling bahagian bawah tong pertama untuk membolehkan stim ekzos apabila ia telah melalui arang - ini akan membantu untuk memastikan bahawa stim mengalihkan udara dalam tong arang.

Cahaya api di bawah laras kedua (yang mempunyai air di dalamnya). Ini akan memanaskan air dan mewujudkan stim dan tekanan. Wap dan tekanan membantu mengaktifkan arang di dalam tong lain. Biarkan ini pergi sekurang-kurangnya satu jam.

Pemutar Tekanan M. Kissler untuk Mengaktifkan Arang

Bolehkah ini dibuat untuk bekerja dalam masa beberapa hari? Saya ragu bahawa mana-mana sistem yang dicadangkan untuk memanaskan arang boleh dibuat untuk bekerja dalam masa dua hari. Ternyata dalam hal Kissler, bagaimanapun, mungkin tidak penting. Alasannya adalah bahawa dia bijak menggabungkan satu lagi bahan penapisan yang setiap bit berkesan sebagai arang diaktifkan:

... mempunyai sekumpulan penduduk kampung mengumpul sejumlah besar tumbuhan gondok air yang berasal dari kawasan itu. Gondok air adalah rumpai yang terdapat di hampir setiap sistem air di setiap benua, dan terutamanya lazim di Asia Timur. Telah didapati akarnya yang kering dan serbuk adalah agen penyerap yang sangat baik untuk arsenik di dalam air. Menurut laporan yang diterbitkan oleh Royal Society of Chemistry, penapisan air menggunakan rumpai mengurangkan kandungan arsenik air ke bawah piawaian Organisasi Kesihatan Sedunia. Mempunyai penduduk kampung kering dan menghancurkan akar.

Dianggap sebagai bio-scourge kepada kebanyakan ekosistem di planet ini, gondok air yang tidak dapat ditekan adalah penapis yang sangat baik. Sekiranya ia bukan di bahagian dunia anda, kemungkinan akan berlaku tidak lama lagi. Dalam apa jua keadaan, ia pasti mempunyai kehadiran di Asia Timur dan akan sangat berkesan untuk menghilangkan bahan cemar kimia. Akhirnya, terdapat pendekatan yang menggunakan penyulingan. Masalah dengan penyulingan berkaitan dengan bahan kimia pencemar. R. Karnesky menerangkan masalahnya:

Walaupun air mendidih boleh berkesan untuk membunuh bakteria, benzena lebih mudah berubah-ubah dan arsenik kurang menentu daripada air. Oleh itu, tidak membuat pengeringan atau mendidih di tempat akan berkuat kuasa untuk menghilangkan semua bahan cemar. Penapis arang diaktifkan akan mengeluarkan kebanyakan bahan cemar dalam satu pukulan. Anda tidak mempunyai salah satu daripada mereka, adakah anda? Nah, mujurlah, anda mempunyai banyak kelapa, cangkang yang merupakan cara popular untuk mendapatkan arang aktif.

Apabila Karnesky mengatakan "lebih tidak menentu" dan "kurang tidak menentu," dia merujuk titik didih bahan kimia berbanding dengan titik didih air. Titik didih air adalah 212 ° F. Arsenik adalah "kurang tidak menentu" daripada air kerana ia mempunyai titik didih yang lebih tinggi (1137 ° F). Benzene adalah "lebih tidak menentu" daripada air kerana ia mempunyai titik didih yang lebih rendah (176 ° F). Implikasi ini adalah bahawa mendidih penyelesaian air-benzena-arsenik pertama akan menguap benzena, kemudian air, dan kemudian arsenik (dengan anggapan bahawa anda boleh mendapatkannya pada suhu yang tinggi). Oleh itu, dengan semua ini, mari kita mulakan dengan reka bentuk solar B. Doom:

Penyelesaian saya adalah berdasarkan pemeluwapan air tidak boleh diminum. Sekiranya air itu disejat dan dipeluwap menjadi bekas yang bersih, kumbahan, pencemaran industri, dan parasit akan dipisahkan dari air. Salah satu tong ditinggalkan di bawah matahari dan penuh dengan air. Panas matahari menaikkan suhu air dan meningkatkan kelembapan udara yang terperangkap di dalam laras. Udara lembap melepasi melalui pelabuhan bolong yang dipotong di permukaan atas tong, dan bergerak melalui batang buluh ke botol plastik terbalik yang menutup corong. Botol-botol tersebut disimpan sedikit lebih sejuk, dan air di dalam lembapan udara mengalir di sana, mengumpul di bahagian bawah botol. Tahap air mesti disimpan pada ketinggian memaksimumkan luas permukaan persimpangan air / udara untuk memudahkan penyejatan. Untuk tujuan ini, lubang dibor pada satu hujung pada ketinggian yang diberikan dan dipasang dengan kelapa yang dimeterai dengan sekam kelapa.

Rajah 3.B. Suria Masih Doom

Kejutan adalah unik dalam keupayaan mereka untuk membuang semua pencemar fizikal dan biologi secara serentak, serta semua bahan kimia yang kurang mudah berubah daripada air. Stills juga agak mudah untuk dibina dan mula berfungsi dengan cepat, yang merupakan faktor penting apabila keadaan adalah primitif dan garis masa adalah pendek. Doom masih akan menghilangkan segala-galanya kecuali benzena. Bahan kimia yang tidak menentu bukan sahaja mempunyai titik didih yang lebih rendah daripada air, ia mempunyai titik penyejatan yang lebih rendah. Oleh itu, benzena akan mengalir ke dalam botol terlebih dahulu dan kemudian mengalir dengan air, memberikan penduduk benzena-air. Tidak baik. Masalah kedua adalah dengan output. Mengira kadar penyejatan adalah perniagaan yang merosakkan, tetapi swap belakang yang cepat membawa saya untuk berfikir bahawa sistem ini hanya menghasilkan kira-kira 3-5 gelen sehari. Ada cara untuk menangani masalah benzena. Masalah output adalah lebih mencabar untuk sistem berdasarkan penyejatan. Ia adalah reka bentuk yang baik, dan dengan beberapa tweak, ia akan menjadi pemenang. Thornton menawarkan dua tweak seperti itu. Beliau mencadangkan reka bentuk tetap panas yang lebih panas yang menangani masalah benzena menggunakan teknik kimia lama (dan moonshining):

Jadi sekarang, panaskan laras anda ke atas api yang telah anda buat, berhati-hati untuk memastikan ia jauh dari api bahawa ia tidak benar-benar membakar tong. Air anda akan mula mendidih; stim akan muncul lajur, recondense pada bulu keluli, dan menetes kembali ke tong. Walau bagaimanapun, akhirnya, stim akan mula mengeluarkan bahagian atas dan anda akan mendapat aliran keluar tiub. Anda mungkin mahu membuang sedikit cecair pertama yang keluar dari sana. Sekiranya anda mempunyai benzena di sana, misalnya, ia mendidih kira-kira 80 darjah Celsius. Ini, sekurang-kurangnya dalam penyulingan etanol, dipanggil membuang kepala. Sebaik sahaja anda mendapat aliran yang baik, ini adalah kebanyakannya air yang boleh diminum, dan jika penduduk kampung meminumnya, ia mungkin tidak akan membunuhnya dengan cepat.Kebanyakan perkara biologi akan dibunuh dengan mendidih, dan bahan pencemar yang paling kimia akan mempunyai titik didih yang cukup berbeza supaya dengan melemparkan kepala dan tidak berjalan terus sehingga ia benar-benar kering, mereka secara umumnya akan ditinggalkan juga. Jika anda terpaksa berhenti di sini, ia akan menjadi penyelesaian stopgap yang baik.

"Melontar kepalanya" boleh menjadi kaedah yang sangat berkesan untuk menyingkirkan sebahagian besar larutan benzena. Selain itu, ketumpatan khusus benzena lebih rendah daripada air. Ini bermakna jika anda membiarkan air pekat berdiri dalam persekitaran yang tidak terganggu, sebahagian besar baki benzena akan naik ke atas. Oleh kerana penyejatan adalah fenomena permukaan (tidak seperti mendidih, yang berlaku sepanjang cecair), benzena akan menguap terlebih dahulu.

Oleh itu, satu pendekatan akan digunakan untuk membuang, membuang kepala untuk menyingkirkan sebahagian besar benzena, dan biarkan penyelesaian yang tersisa keluar dalam larutan terbuka selama satu hari, atau mendidihnya untuk membakar sebarang baki benzena. Lukiskan air dari bahagian bawah laras (hanya untuk selamat) dan ia harus diminum. Pengembaraan juga memerlukan penyelenggaraan jauh daripada penapis (mis., Tidak ada pembersihan atau penggantian bahan) dan akan berfungsi dengan cara yang boleh dipercayai dan terukur. Kedua-dua masalah utama dengan penyulingan: (1) ia memerlukan banyak tenaga berbanding dengan penapis untuk menghasilkan keluaran yang diperlukan, dan (2) hanya kira-kira 20% yang cekap, memerlukan lima gelen air tercemar untuk menghasilkan satu galon air suling. Adakah ada cara untuk memberitahu berapa banyak, jika ada, benzene kekal? Benzene jelas dan tidak berwarna, tetapi ia mempunyai bau yang sangat manis. Kebanyakan orang boleh bau benzena di dalam air di dua bahagian per juta. Konsentrasi benzena dalam air melebihi lima bahagian per bilion dianggap tidak selamat untuk diminum. Cukuplah untuk mengatakan bahawa jika anda boleh bau benzena pada masa ini, anda tidak boleh minum air, dan anda harus mula memanjat pokok kelapa. Sekarang bahawa kita adalah pening dari prospek menghidupkan bensin, ini adalah masa yang baik untuk ditutup.

Kesimpulannya

Memandangkan had masa dua hari dengan orang sudah sakit, menarik air dari kelapa adalah penyelesaian jangka pendek yang terbaik. Ia akan menyediakan air minuman tulen dengan kos dan kerumitan yang minimum. Walau bagaimanapun, jangka panjang, kampung memerlukan air untuk sanitasi, pencucian, memasak, dan sebagainya - lebih banyak air daripada yang boleh diekstrak dari kelapa. Jadi, jangka pendek biarkan mereka minum air kelapa, tetapi jangka panjang kita memerlukan penyelesaian yang lebih baik.

Sesetengah bentuk pasir yang cepat atau penapis biologi menggunakan kombinasi pasir, kerikil, dan karbon adalah pilihan logik. Idealnya, anda mahu mengaktifkan karbon. Saya ragu-ragu sama ada karbon boleh diaktifkan secara inovatif dalam persekitaran primitif. Setakat yang boleh, saya ragu-ragu bahawa ia boleh diaktifkan dalam masa dua hari. Di sinilah cadangan gondok air sangat menarik. Tumbuhan ini adalah penapis yang berkesan dalam bentuk hidup dan serbuk. Oleh itu, sebagai tambahan kepada elemen dalam penapis sedimen, lembangan yang dipenuhi dengan gondok air dapat menjadi komponen jangka panjang yang berkesan dan berkesan dalam strategi rawatan air keseluruhan. Ia juga merupakan strategi sokongan yang bagus sekiranya anda gagal mengaktifkan sepenuhnya karbon. Satu masalah intrinsik kepada semua strategi penapisan adalah bahawa tidak ada cara mudah untuk menguji sejauh mana air boleh diminum kecuali untuk meminumnya dan melihat jika anda jatuh sakit. Di sinilah penyulingan membawa beberapa kelebihan yang jelas. Penyulingan membolehkan anda melihat dan menghilangkan semua bahan pencemar kecuali dengan bahan kimia yang tidak menentu (dalam kes ini, benzena). Dan, seperti yang dijelaskan di atas, ada cara untuk menangani benzena.

Pendekatan konservatif adalah untuk penduduk kampung menggunakan kelapa untuk minum air dan menggunakan air suling atau ditapis untuk memenuhi keperluan sanitasi dan lain-lain. Lebih panjang, saya lebih suka proses penyulingan yang diterangkan kepada penapisan. Ini adalah kaedah mudah yang penduduknya boleh memohon untuk mencapai keputusan yang konsisten. Jika anda pergi ke laluan penapisan, pertimbangkan untuk menggunakan besi oksida dan gondok air, jika ada. Mereka adalah seperti yang berkesan sebagai arang diaktifkan dan memerlukan tenaga yang kurang untuk dimasukkan. Yang berkata, aktifkan arang jika anda mempunyai masa dan kung fu untuk melakukannya! Faktor-faktor umum untuk dipertimbangkan untuk semua penyelesaian: masa untuk membangunkan, kadar output, keberkesanan menghapuskan semua jenis bahan cemar, kebolehpercayaan, kesaksamaan, sumber, kesederhanaan, daya maju jangka panjang, pemindahan proses dan keselamatan.

Pemenang

Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada setiap orang yang mengemukakan penyelesaian kepada cabaran MakeShift 02. Penyerahan adalah sangat kreatif dan dipikirkan dengan baik, dan seperti dahulu, memilih dua pemenang dari kumpulan itu bukanlah tugas yang mudah.

Pemenang menerima Buat: T-shirt untuk meraikan dan memaparkan jenama genius unik mereka dan alat Master MakeShift muktamad - SWISSMEMORY USB Victorinox 512MB - sama berguna untuk hiking dan hacking. Mementingkan menyebutkan mendapat kemasyhuran dan pengiktirafan untuk sumbangan cemerlang mereka. Sebagai pertukaran, kami di Buat: mengharapkan perkara yang hebat. Pergi dan selesaikan masalah dunia!

Tanpa berlengah lagi, para pemenang cabaran MakeShift 02 adalah:

MakeShift Master - Adil: Adam Thornton MakeShift Master - Kreatif: Jesse Crossen "Schmutzdecke" - Nama Yang Berhormat: Vinny Forgione "A.A.B. Bussy "- Sebutharga yang Berhormat: Mac Cowell, Nick Cain, Barratt Park, dan Brandon Carroll" Eichhorina Crassipes "- Berhormat Bercakap: Mark Kissler

Tahniah kepada Sarjana Muda MakeShift dan Yang Mulia Mentions (tepukan ... penghargaan ... tunduk). Anda semua melakukan tugas yang baik untuk mengambil masalah yang sukar ini dan mengkomunikasikan penyelesaian anda dengan cara yang menyeronokkan dan berkesan. Saya menggalakkan semua pembaca untuk mengkaji entri-entri pemenang ini dan berkongsi pautan ini dengan rakan-rakan. Langkah pertama dalam menyelesaikan masalah global ini ialah pendidikan, jadi tolong bantu mendapatkan kata keluar. Dan sehingga cabaran MakeShift yang seterusnya, senang buat!

Kongsi

Meninggalkan Komen